JPH0338835A - 半導体結晶 - Google Patents
半導体結晶Info
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- JPH0338835A JPH0338835A JP1172907A JP17290789A JPH0338835A JP H0338835 A JPH0338835 A JP H0338835A JP 1172907 A JP1172907 A JP 1172907A JP 17290789 A JP17290789 A JP 17290789A JP H0338835 A JPH0338835 A JP H0338835A
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、各界面の熱安定性に優れ、かつベース層での
正孔のとじ込めにも優れたヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタを作製するためのウェハ構造に関する。
正孔のとじ込めにも優れたヘテロ接合バイポーラトラン
ジスタを作製するためのウェハ構造に関する。
ＩＩ［−Ｖ族化合物半導体の多くは、電子の移動度が大
きいことやバンド構造が直接遷移形であることより、高
速デバイスや光デバイスの材料として注目され、盛んに
研究されてきた。現在では、衛星放送受信用のプリアン
プや光通信装置など実際の製品にも組み込まれ、日常生
活に浸透しつつある。ところで、■−Ｖ族化合物半導体
のデバイスは、その特長を最大限に生かすため、ヘテロ
構造を有するものが多い。例えば、衛星放送受信用のプ
リアンプに用いられている２次元電子ガス電界効果トラ
ンジスタや、光通信で用いられている半導体レーザ等は
、その代表である。しかしながら、そのへテロ界面構造
の信頼性が確立されたわけではない。例えば、ここでｎ
−Ｔ ｎ Ａ Ｉ Ａ ｓ ／ ｐ ”−Ｔ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓ ／ ｎ −Ｔ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ構造
からなるヘテロ接合バイポーラトランジスタを想定して
みる。この素子では、ｎ−ｒｎＡＩＡｓ工ごツタ層の価
電子帯側のポテンシャル障壁によりｐ”−ｒｎＧａＡｓ
ベース層内に正孔がせき止められ、ベース電流を小さく
することができ、従って１婁ツタから注入した電子の到
達率を大きくすることができる。
きいことやバンド構造が直接遷移形であることより、高
速デバイスや光デバイスの材料として注目され、盛んに
研究されてきた。現在では、衛星放送受信用のプリアン
プや光通信装置など実際の製品にも組み込まれ、日常生
活に浸透しつつある。ところで、■−Ｖ族化合物半導体
のデバイスは、その特長を最大限に生かすため、ヘテロ
構造を有するものが多い。例えば、衛星放送受信用のプ
リアンプに用いられている２次元電子ガス電界効果トラ
ンジスタや、光通信で用いられている半導体レーザ等は
、その代表である。しかしながら、そのへテロ界面構造
の信頼性が確立されたわけではない。例えば、ここでｎ
−Ｔ ｎ Ａ Ｉ Ａ ｓ ／ ｐ ”−Ｔ ｎ Ｇ
ａ Ａ ｓ ／ ｎ −Ｔ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ構造
からなるヘテロ接合バイポーラトランジスタを想定して
みる。この素子では、ｎ−ｒｎＡＩＡｓ工ごツタ層の価
電子帯側のポテンシャル障壁によりｐ”−ｒｎＧａＡｓ
ベース層内に正孔がせき止められ、ベース電流を小さく
することができ、従って１婁ツタから注入した電子の到
達率を大きくすることができる。
しかしながら一方では、パイボーラトランジス夕の大電
流動作時に実効的なベース層の厚さが増加してしまう、
いわゆるカーク効果（アイ アール イー トランザク
ションズ オン エレクトロン デハイスイズ（ＩＲＥ
Ｔｒａｎｓ、 ｏｎ ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ
ｓ ＥＤ−９（１９６２） １６４））が生してしまう
欠点はそのまま有している。
流動作時に実効的なベース層の厚さが増加してしまう、
いわゆるカーク効果（アイ アール イー トランザク
ションズ オン エレクトロン デハイスイズ（ＩＲＥ
Ｔｒａｎｓ、 ｏｎ ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖｉｃｅ
ｓ ＥＤ−９（１９６２） １６４））が生してしまう
欠点はそのまま有している。
この欠点を回避するには、コレクタ層をＩｎＡｌＧａＡ
ｓ層とする、いわゆるダブルへテロ構造のバイポーラト
ランジスタも考えられるが、この場合は、コレクタ層に
ＩｎＧａＡｓ層を用いた場合より電子のコレクク走行時
間が長くなり、素子の動作速度が遅くなる欠点がある。
ｓ層とする、いわゆるダブルへテロ構造のバイポーラト
ランジスタも考えられるが、この場合は、コレクタ層に
ＩｎＧａＡｓ層を用いた場合より電子のコレクク走行時
間が長くなり、素子の動作速度が遅くなる欠点がある。
いずれにせよ、ｎ−１ｎＡＩＡｓＩミッタ層とｐ”−１
ｎＣｒａＡＳベ一ス層のへテロ界面の急峻性は重要であ
り、界面状態は素子特性に重要な影響を及ぼす。ところ
で、実際の素子作製には熱処理プロセスを行うが、界面
が熱的に不安定である場合には相互拡散等が生し、界面
の急峻性が損なわれ、素子特性の劣化が生しる。またこ
の劣化は、ヘテロ層の成長温度が高い場合にも同様な理
由で生じる。従来この劣化を防ぐためには、成長温度を
下げると共に、素子作製プロセスにおいても、相互拡散
等による劣化が無視できるような充分に低い温度で行っ
ていた。
ｎＣｒａＡＳベ一ス層のへテロ界面の急峻性は重要であ
り、界面状態は素子特性に重要な影響を及ぼす。ところ
で、実際の素子作製には熱処理プロセスを行うが、界面
が熱的に不安定である場合には相互拡散等が生し、界面
の急峻性が損なわれ、素子特性の劣化が生しる。またこ
の劣化は、ヘテロ層の成長温度が高い場合にも同様な理
由で生じる。従来この劣化を防ぐためには、成長温度を
下げると共に、素子作製プロセスにおいても、相互拡散
等による劣化が無視できるような充分に低い温度で行っ
ていた。
素子作製プロセスにおいて、熱処理温度は、界面での相
互拡散等による劣化が無視できるような充分に低い温度
であるという制約は、素子作製プロセスに大きな制限を
加えるものである。また結晶成長においても、低温成長
では、結晶性の高いウェハを得ることは困難である。さ
らに加えて、ヘテロ接合バイポーラトランジスタをパワ
ー増幅素子とした場合に要求される高温での大電力動作
という苛酷な条件下では、同様に界面の熱的不安定性に
より、素子特性の劣化も危惧される。
互拡散等による劣化が無視できるような充分に低い温度
であるという制約は、素子作製プロセスに大きな制限を
加えるものである。また結晶成長においても、低温成長
では、結晶性の高いウェハを得ることは困難である。さ
らに加えて、ヘテロ接合バイポーラトランジスタをパワ
ー増幅素子とした場合に要求される高温での大電力動作
という苛酷な条件下では、同様に界面の熱的不安定性に
より、素子特性の劣化も危惧される。
本発明の目的は、以上に述べたような欠点のない、即ち
熱安定性に優れ、しかもベース層での正札のとし込めに
も優れ、更にバイポーラトランジスタの大電流動作時に
問題となるいわゆるカーク効果の無いヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタを作製するための半導体結晶を提供す
ることにある。
熱安定性に優れ、しかもベース層での正札のとし込めに
も優れ、更にバイポーラトランジスタの大電流動作時に
問題となるいわゆるカーク効果の無いヘテロ接合バイポ
ーラトランジスタを作製するための半導体結晶を提供す
ることにある。
本発明の半導体結晶は、ＩｎＰにほぼ格子整合する組成
域のｎ形または中性のＩｎＡｌＧａＡｓ層の上に、Ｉｎ
Ｐにほぼ格子整合する組成域のｐ形ＧａＡｓＳｂ層、更
にその上にＩｎＰにほぼ格子整合する組成域のｎ形１ｎ
ＡＩＣｒａＡｓ層を有することを特徴とする。
域のｎ形または中性のＩｎＡｌＧａＡｓ層の上に、Ｉｎ
Ｐにほぼ格子整合する組成域のｐ形ＧａＡｓＳｂ層、更
にその上にＩｎＰにほぼ格子整合する組成域のｎ形１ｎ
ＡＩＣｒａＡｓ層を有することを特徴とする。
ヘテロ接合は、異種の物質が界面で接続されている構造
であり、熱が加えられれば、互いに拡散し、混ざり合い
易い性質を有している。例えばＡＩ Ａ ｓ ／ Ｇ
ａ Ａ ｓ界面の熱安定性は比較的良く調べられており
、６５０°Ｃ以上の熱処理温度で相互拡散が生じると報
告されている（ジャパニーズ ジャーナル オブ アプ
ライド フィジックス（Ｊｐｎ。
であり、熱が加えられれば、互いに拡散し、混ざり合い
易い性質を有している。例えばＡＩ Ａ ｓ ／ Ｇ
ａ Ａ ｓ界面の熱安定性は比較的良く調べられており
、６５０°Ｃ以上の熱処理温度で相互拡散が生じると報
告されている（ジャパニーズ ジャーナル オブ アプ
ライド フィジックス（Ｊｐｎ。
Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ２４（１９８５） Ｌ
ｉ２）） 、従って、この系の素子作製のためのプロセ
ス温度は、それより充分に低い必要がある。
ｉ２）） 、従って、この系の素子作製のためのプロセ
ス温度は、それより充分に低い必要がある。
ところで、■−Ｖ族化合物半導体材料の中には、その混
晶組成域内に不安定な混合領域を有するものがある。混
合不安定とは、−様には混ざり合いにくいということで
あり、Ａ、□Ｂ、Ｃ，−ｙＤ、形の四元系の場合、例え
ばＡＢとＣＤのように、相分離してしまうことである。
晶組成域内に不安定な混合領域を有するものがある。混
合不安定とは、−様には混ざり合いにくいということで
あり、Ａ、□Ｂ、Ｃ，−ｙＤ、形の四元系の場合、例え
ばＡＢとＣＤのように、相分離してしまうことである。
このことを熱平衡論的に言うならば、即ち多元組成の溶
液が固化する場合、多元混晶結晶として析出するよりも
幾つかの例えば二元系または三元系の結晶として相分離
し、析出することがエネルギー的に安定であるというこ
とである。
液が固化する場合、多元混晶結晶として析出するよりも
幾つかの例えば二元系または三元系の結晶として相分離
し、析出することがエネルギー的に安定であるというこ
とである。
ここで、ＩｎＰにほぼ格子整合するｍ成域のｎ形または
中性のＩ ｎ Ａ ］ Ｇ ａ Ａ ｓ ｆ＠の上に、
ＩｎＰにほぼ格子整合する組成域のｐ型ＡｌＧａＡｓ５
ｂベース層、更にその上にＩｎＰにほぼ格子整合する組
成域のｎ形ＩｎＡｌＧａＡｓ層を有するヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタ用半導体結晶の熱安定性が高まる理
由を説明する。第１図は、四元系から固体の結晶を析出
させる場合に、先に述べた不安定な混合＆１１威領域を
熱平衡論的な計算の結果求めたものである（ジャパニー
ズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス（Ｊ
ｐｎ、Ｊ。
中性のＩ ｎ Ａ ］ Ｇ ａ Ａ ｓ ｆ＠の上に、
ＩｎＰにほぼ格子整合する組成域のｐ型ＡｌＧａＡｓ５
ｂベース層、更にその上にＩｎＰにほぼ格子整合する組
成域のｎ形ＩｎＡｌＧａＡｓ層を有するヘテロ接合バイ
ポーラトランジスタ用半導体結晶の熱安定性が高まる理
由を説明する。第１図は、四元系から固体の結晶を析出
させる場合に、先に述べた不安定な混合＆１１威領域を
熱平衡論的な計算の結果求めたものである（ジャパニー
ズ ジャーナル オブ アプライド フィジックス（Ｊ
ｐｎ、Ｊ。
Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 ２１（１９８２） ｌ、３２
３）１．それぞれの四角形は、それぞれの四元系の組成
全域を示している。
３）１．それぞれの四角形は、それぞれの四元系の組成
全域を示している。
即ち、四角形の角が二元系、各辺が三元系、四角形の内
側が四元系である。
側が四元系である。
各曲線１４〜１７の数字の１００倍はそれぞれの四元系
溶液から固体の結晶を析出させる時の温度を示しており
、その曲線の内側が不安定な混合組成領域である。すな
わち、曲線１４は析出温度４００°Ｃでの安定域と不安
定域の境界を、曲線１５は析出温度６００°Ｃでの安定
域と不安定域の境界を、曲線１６は析出温度８００°Ｃ
での安定域と不安定域の境界を、曲線１７は析出温度１
０００°Ｃでの安定域と不安定域の境界を示している。
溶液から固体の結晶を析出させる時の温度を示しており
、その曲線の内側が不安定な混合組成領域である。すな
わち、曲線１４は析出温度４００°Ｃでの安定域と不安
定域の境界を、曲線１５は析出温度６００°Ｃでの安定
域と不安定域の境界を、曲線１６は析出温度８００°Ｃ
での安定域と不安定域の境界を、曲線１７は析出温度１
０００°Ｃでの安定域と不安定域の境界を示している。
点線１１〜１３は、格子定数が等しい組成を示しており
、点線１１はＩｎＰに格子整合する組成域を、点線１２
はＩ ｎＡｓに格子整合する組成域を、点線１３はＧａ
Ｓｂに格子整合する組成域を示している。
、点線１１はＩｎＰに格子整合する組成域を、点線１２
はＩ ｎＡｓに格子整合する組成域を、点線１３はＧａ
Ｓｂに格子整合する組成域を示している。
ここで例えばＩｎＡｌＡｓＳｂ系の不安定な混合領域を
見ると、それは組成域全体に大きく広がっていることが
分かる。従って例えば４００°ＣのＩｎＡｌＡｓ５ｂ系
混合溶液からは、混晶組成の固体はほとんど得られず、
ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓまたはＡｌＳｂの二元系
に近い組成の固体がモザイク状に析出することが予想さ
れる。逆に言うならば、このＩｎＡｌＡｓＳｂ系では二
元系に近い組成の固体が安定であると言える。即ち、例
えばＴ ｎＡｓとＡｌＳｂのへテロ接合を想定した場合
、熱処理した場合でも混晶化してＩｎＡｌＡｓＳｂ混晶
となるよりも、ＩｎＡｓとＡｌＳｂのへテロ接合のまま
の方がエネルギー的に安定であるということである。同
様のことば第１図から分かるように、ＡｌＧａＡｓＳｂ
系とＴｎＧａＡｓＳｂ系についても言えるので、総合的
には、ＩｎＡｌＧａＡｓ系とＩｎＡＩＣ；ａＳｂ系のへ
テロ接合界面は熱的に安定であると言える。ところで実
際には、一般に入手可能であり、しかも集積化等を想定
した場合、寄生容量の発生が少なく良質な高抵抗基板が
得られるＩｎＰ結晶基板にほぼ格子整合する組成のへテ
ロ接合界面を想定することが適当であろう。
見ると、それは組成域全体に大きく広がっていることが
分かる。従って例えば４００°ＣのＩｎＡｌＡｓ５ｂ系
混合溶液からは、混晶組成の固体はほとんど得られず、
ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓまたはＡｌＳｂの二元系
に近い組成の固体がモザイク状に析出することが予想さ
れる。逆に言うならば、このＩｎＡｌＡｓＳｂ系では二
元系に近い組成の固体が安定であると言える。即ち、例
えばＴ ｎＡｓとＡｌＳｂのへテロ接合を想定した場合
、熱処理した場合でも混晶化してＩｎＡｌＡｓＳｂ混晶
となるよりも、ＩｎＡｓとＡｌＳｂのへテロ接合のまま
の方がエネルギー的に安定であるということである。同
様のことば第１図から分かるように、ＡｌＧａＡｓＳｂ
系とＴｎＧａＡｓＳｂ系についても言えるので、総合的
には、ＩｎＡｌＧａＡｓ系とＩｎＡＩＣ；ａＳｂ系のへ
テロ接合界面は熱的に安定であると言える。ところで実
際には、一般に入手可能であり、しかも集積化等を想定
した場合、寄生容量の発生が少なく良質な高抵抗基板が
得られるＩｎＰ結晶基板にほぼ格子整合する組成のへテ
ロ接合界面を想定することが適当であろう。
従って、この制約よりＩｎＡｌＧａＡｓ系とＡＩＣ；ａ
ＡｓＳｂ系の組み合わせと結論される。
ＡｓＳｂ系の組み合わせと結論される。
しかしながらＡｌＧａＡｓＳｂ系には第１図から分かる
ように、その組成域中に大きな不安定な混合領域が広が
っており、組成全域での使用は適当でないと判断される
。第１図からは、ＡｌＡｓ５ｂとＧａＡｓＳｂが比較的
に安定であることが分かる。
ように、その組成域中に大きな不安定な混合領域が広が
っており、組成全域での使用は適当でないと判断される
。第１図からは、ＡｌＡｓ５ｂとＧａＡｓＳｂが比較的
に安定であることが分かる。
特にＧａＡｓ Ｓｂは、間接遷移形半導体であるＡｌＡ
ｓＳｂと異なり直接遷移形半導体であり、電子移動度が
大きく、ベース層材料として魅力的である。従って、ヘ
テロ接合界面の熱安定性からも実際的な利用の面からも
、ＩｎＡｌＧａＡｓ系とＧａＡｓＳｂ系の組み合わせが
最も適当な組み合わせであると結論される。故に、Ｉｎ
Ｐにほぼ格子整合する組成域のｎ形または中性のＩｎＡ
ｌＧａＡｓコレクタ層の上に、ＩｎＰにほぼ格子整合す
る組成域のｐ形ＧａＡｓＳｂベース層、更にその上にＩ
ｎＰにほぼ格子整合するｍ成域のｎ形ＩｎＡｌＧａＡｓ
１１７５層を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ
用半導体結晶の熱安定性は高い。
ｓＳｂと異なり直接遷移形半導体であり、電子移動度が
大きく、ベース層材料として魅力的である。従って、ヘ
テロ接合界面の熱安定性からも実際的な利用の面からも
、ＩｎＡｌＧａＡｓ系とＧａＡｓＳｂ系の組み合わせが
最も適当な組み合わせであると結論される。故に、Ｉｎ
Ｐにほぼ格子整合する組成域のｎ形または中性のＩｎＡ
ｌＧａＡｓコレクタ層の上に、ＩｎＰにほぼ格子整合す
る組成域のｐ形ＧａＡｓＳｂベース層、更にその上にＩ
ｎＰにほぼ格子整合するｍ成域のｎ形ＩｎＡｌＧａＡｓ
１１７５層を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ
用半導体結晶の熱安定性は高い。
更に、本発明が提案したｎ−ＩｎＡｌＧａＡｓ／ ｐ
−Ｇ ａ Ａ ｓ Ｓ ｂ ／ ｎ−１ｎ Ａ Ｉ Ｇ
ａ Ａ ｓのバンド構造は、ベース層のｐ−ＧａＡｓ
Ｓｂの価電子帯上端が、エミツタ層とコレクタ層のｎ−
ＩｎＡｌＧａＡｓの価電子帯上端より高く、ベース層の
正孔はベース層内に完全にとし込められる。従って、バ
イポーラトランジスタの大電流動作時に実効的なベース
層の厚さが増加してしまう、いわゆるカーク効果の問題
も回避できる。
−Ｇ ａ Ａ ｓ Ｓ ｂ ／ ｎ−１ｎ Ａ Ｉ Ｇ
ａ Ａ ｓのバンド構造は、ベース層のｐ−ＧａＡｓ
Ｓｂの価電子帯上端が、エミツタ層とコレクタ層のｎ−
ＩｎＡｌＧａＡｓの価電子帯上端より高く、ベース層の
正孔はベース層内に完全にとし込められる。従って、バ
イポーラトランジスタの大電流動作時に実効的なベース
層の厚さが増加してしまう、いわゆるカーク効果の問題
も回避できる。
従って本発明によれば、熱安定性に優れているばかりで
はなく、デバイス特性的にも一つのへテロ接合を持つ通
常のへテロ接合バイホーラミ・ランジスタより優れたヘ
テロ接合バイポーラトランジスタが得られる。
はなく、デバイス特性的にも一つのへテロ接合を持つ通
常のへテロ接合バイホーラミ・ランジスタより優れたヘ
テロ接合バイポーラトランジスタが得られる。
第２図は、本発明の半導体結晶を利用して作製したヘテ
ロ接合バイポーラトランジスタの断面図０ である。このヘテロ接合バイポーラトランジスタ用のウ
ェハは、分子線成長法により半絶縁性のＩｎＰ基板上に
５３０°Ｃで作製した。構造は、高抵抗ＩｎＰ基板２１
上に、バッファ層として厚さ５０００人のｉ Ｅ ｎ
０．５２Ａ ！ ｏ、ａｅＡ ｓ層２２、コレクタコ
ンタクト層として厚さ３０００Å、電子濃度２ ＸＩ０
１９ｃｍ−’のｎ” Ｉ ｎｓ、、５Ｇａｏ、ａｑＡ
ｓ層２３、コレクタ層として厚さ５０００人、電子濃度
１． Ｘ１０１６ｃｍ−”のｎ−Ｉ ｎｏ、ｓ３Ｇ ３
１１．４７Ａ ３層２４、ベース層として厚さ１０００
人、正孔濃度２×１０１９ｃｍ−３のｐ”−ＧａＡｓｓ
ｂ層２５、エミツタ層として厚さ１５００人、電子濃度
２ ＸＩＯ”ｃｍ−３のｎ Ｉ ｎ ０．５２Ａ Ｉ
０．４８Ａ Ｓ層２６、エミツタ層とエミッタコンタ
クト層を電気的に滑らかにつなぐ層としてＡｌ戒Ｘが０
．４８からＯまで変化した厚さ５００人のｎ Ｉ ｎ
ｙＡ Ｉ ｘＧ ａ １−ｘ−？Ａｓグレーデッド層
（ｙξ０．５） ２７、最後に工くツタコンタクト層と
して厚さ５００人、電子濃度２ＸＩＯＩ９ｃｍ−３のｎ
４１ ｎｏ、ｓ＋Ｇａｏ、４７Ａｓ層２８を設けたもの
である。オーミック金属２９ばＡｕＧｅ／ Ａ ｕ、ま
たオーミック金属３０はＡ ｕ Ｍ ｎ ／ Ａ ｕで
ある。
ロ接合バイポーラトランジスタの断面図０ である。このヘテロ接合バイポーラトランジスタ用のウ
ェハは、分子線成長法により半絶縁性のＩｎＰ基板上に
５３０°Ｃで作製した。構造は、高抵抗ＩｎＰ基板２１
上に、バッファ層として厚さ５０００人のｉ Ｅ ｎ
０．５２Ａ ！ ｏ、ａｅＡ ｓ層２２、コレクタコ
ンタクト層として厚さ３０００Å、電子濃度２ ＸＩ０
１９ｃｍ−’のｎ” Ｉ ｎｓ、、５Ｇａｏ、ａｑＡ
ｓ層２３、コレクタ層として厚さ５０００人、電子濃度
１． Ｘ１０１６ｃｍ−”のｎ−Ｉ ｎｏ、ｓ３Ｇ ３
１１．４７Ａ ３層２４、ベース層として厚さ１０００
人、正孔濃度２×１０１９ｃｍ−３のｐ”−ＧａＡｓｓ
ｂ層２５、エミツタ層として厚さ１５００人、電子濃度
２ ＸＩＯ”ｃｍ−３のｎ Ｉ ｎ ０．５２Ａ Ｉ
０．４８Ａ Ｓ層２６、エミツタ層とエミッタコンタ
クト層を電気的に滑らかにつなぐ層としてＡｌ戒Ｘが０
．４８からＯまで変化した厚さ５００人のｎ Ｉ ｎ
ｙＡ Ｉ ｘＧ ａ １−ｘ−？Ａｓグレーデッド層
（ｙξ０．５） ２７、最後に工くツタコンタクト層と
して厚さ５００人、電子濃度２ＸＩＯＩ９ｃｍ−３のｎ
４１ ｎｏ、ｓ＋Ｇａｏ、４７Ａｓ層２８を設けたもの
である。オーミック金属２９ばＡｕＧｅ／ Ａ ｕ、ま
たオーミック金属３０はＡ ｕ Ｍ ｎ ／ Ａ ｕで
ある。
この−・テロ接合バイポーラ］・ランジスクのバンド構
造を第３図に示す。このヘテロ接合ハイボラトランジス
タのエミッタ接地での電流増幅率は１００であり、６０
０°Ｃ１３０分間の水素中での熱処理後においても、そ
の特性はほとんど劣化しなかった。
造を第３図に示す。このヘテロ接合ハイボラトランジス
タのエミッタ接地での電流増幅率は１００であり、６０
０°Ｃ１３０分間の水素中での熱処理後においても、そ
の特性はほとんど劣化しなかった。
以上のように本発明の半導体結晶によれば、熱的に安定
なヘテロ接合が得られるため、結晶成長温度や素子作製
のためのプロセス温度の制限が大幅に緩くなるばかりで
はなく、ベース層での正孔のとし込めにも優れ、しかも
カーク効果の無いヘテロ接合バイポーラトランジスタが
作製できる。
なヘテロ接合が得られるため、結晶成長温度や素子作製
のためのプロセス温度の制限が大幅に緩くなるばかりで
はなく、ベース層での正孔のとし込めにも優れ、しかも
カーク効果の無いヘテロ接合バイポーラトランジスタが
作製できる。
さらに本発明の半導体結晶を利用して作製した素子は、
苛酷な温度条件下でも長時間良好で安定な動作が期待で
きることは明らかである。
苛酷な温度条件下でも長時間良好で安定な動作が期待で
きることは明らかである。
第１図は、本発明の原理、即ち不安定な混合領域を示す
図、 第２図は、本発明の構造を利用して作製したヘテロ接合
バイポーラトランジスタの断面図、第３図は、第２図の
へテロ接合バイポーラトランジスタのバンド構造である
。 １１・・・・・ＩｎＰに格子整合する組成域１２・・・
・・ＩｎＡｓに格子整合する組成域１３・・・・・Ｇａ
Ｓｂに格子整合する組成域１４・・・・・析出温度４０
０°Ｃでの安定域と不安定域の境界 １５・・・・・析出温度６００’Ｃでの安定域と不安定
域の境界 １６・・・・・析出温度８００°Ｃでの安定域と不安定
域の境界 １７・・・・・析出温度１ｏｏｏ”ｃでの安定域と不安
定域の境界 ２１・・・・・高抵抗１ｎＰ基板 ２２・−−−−１−ＩｎＡＩＡｓ層 ２３−−−− ・ｎ’−ＩｎＧａＡｓ層２４− ・−−
−ｎ−１ｎＧａＡｓ層 ２５− ・・−・ｐ”−ＧａＡｓＳｂ層３ ２６・ ＩｎＡｌＡｓ層 ２７・ 丁ｎＡｌＧａＡｓグレーデ ラド層 ２８・ ・ ・ ・ ・ ｎｌ １ｎＧａＡｓ層 ９ ３０・ ・オーミック金属
図、 第２図は、本発明の構造を利用して作製したヘテロ接合
バイポーラトランジスタの断面図、第３図は、第２図の
へテロ接合バイポーラトランジスタのバンド構造である
。 １１・・・・・ＩｎＰに格子整合する組成域１２・・・
・・ＩｎＡｓに格子整合する組成域１３・・・・・Ｇａ
Ｓｂに格子整合する組成域１４・・・・・析出温度４０
０°Ｃでの安定域と不安定域の境界 １５・・・・・析出温度６００’Ｃでの安定域と不安定
域の境界 １６・・・・・析出温度８００°Ｃでの安定域と不安定
域の境界 １７・・・・・析出温度１ｏｏｏ”ｃでの安定域と不安
定域の境界 ２１・・・・・高抵抗１ｎＰ基板 ２２・−−−−１−ＩｎＡＩＡｓ層 ２３−−−− ・ｎ’−ＩｎＧａＡｓ層２４− ・−−
−ｎ−１ｎＧａＡｓ層 ２５− ・・−・ｐ”−ＧａＡｓＳｂ層３ ２６・ ＩｎＡｌＡｓ層 ２７・ 丁ｎＡｌＧａＡｓグレーデ ラド層 ２８・ ・ ・ ・ ・ ｎｌ １ｎＧａＡｓ層 ９ ３０・ ・オーミック金属
Claims (1)
- （１）ＩｎＰにほぼ格子整合する組成域のｎ形または中
性のＩｎＡｌＧａＡｓ層の上に、ＩｎＰにほぼ格子整合
する組成域のｐ形ＧａＡｓＳｂ層、更にその上にＩｎＰ
にほぼ格子整合する組成域のｎ形ＩｎＡｌＧａＡｓ層を
有することを特徴とする半導体結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172907A JPH0338835A (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | 半導体結晶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1172907A JPH0338835A (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | 半導体結晶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0338835A true JPH0338835A (ja) | 1991-02-19 |
Family
ID=15950555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1172907A Pending JPH0338835A (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | 半導体結晶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0338835A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590283A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-09 | Nec Corp | 半導体装置 |
| EP0571994A3 (en) * | 1992-05-28 | 1994-07-27 | Hughes Aircraft Co | Npn heterojunction bipolar transistor including antimonide base formed on semi-insulating indium phosphide substrate |
| WO2004055903A1 (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | バイポーラトランジスタ構造を有する半導体材料及びこれを用いた半導体素子 |
| US6903387B2 (en) * | 2002-12-26 | 2005-06-07 | Sony Corporation | Semiconductor device |
| WO2008149606A1 (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-11 | S.T Corporation | 衣類カバー |
-
1989
- 1989-07-06 JP JP1172907A patent/JPH0338835A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0590283A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-09 | Nec Corp | 半導体装置 |
| EP0571994A3 (en) * | 1992-05-28 | 1994-07-27 | Hughes Aircraft Co | Npn heterojunction bipolar transistor including antimonide base formed on semi-insulating indium phosphide substrate |
| EP1209750A3 (en) * | 1992-05-28 | 2002-08-07 | Hughes Electronics Corporation | Npn-heterojunction bipolar transistor including an antimonide base formed on semi-insulating indium phosphide substrate |
| WO2004055903A1 (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-01 | Sumitomo Chemical Company, Limited | バイポーラトランジスタ構造を有する半導体材料及びこれを用いた半導体素子 |
| US6903387B2 (en) * | 2002-12-26 | 2005-06-07 | Sony Corporation | Semiconductor device |
| WO2008149606A1 (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-11 | S.T Corporation | 衣類カバー |
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